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四步搞定凹印刷混合溶剂的配方设计

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软包装杂工-发帖时间:2023/8/6 20:47:21

熟悉、掌握溶剂的溶解力、挥发速度、表面张力等性质后,对油墨用混合溶剂又该如何选择和定量呢?本文对凹印混合溶剂的配方设计原则进行详细阐述。

  一、通过溶解参数,选择能够溶解树脂的溶剂或混合溶剂

按作用机理将溶剂分为真溶剂、假溶剂和助溶剂。在塑料凹印油墨用溶剂中,能够单独溶解油墨的溶剂称为真溶剂;不能溶解油墨的溶剂称为假溶剂;不能单独溶解油墨,而必须与其他溶剂混合才能溶解的溶剂称为助溶剂。调节好真溶剂、假溶剂、助溶剂三者之间的平衡可达到预期的溶解力、挥发速度和黏度等要求。混合溶剂的溶解力不能太强,若太强,溶剂释放速度会变慢;若太弱,树脂不能充分溶解,影响塑料凹印油墨及印刷质量。

混合溶剂的挥发一般属于非理想液体挥发,如果真溶剂在残余溶剂的比例减少,则溶解力就会减弱,湿膜处于不良的溶解状态,甚至不溶,出现相分离、墨膜发白的现象。因此,混合溶剂配方中快、中、慢挥发组分用量要平衡,混合溶剂的蒸馏曲线也需呈平衡上升趋势,而且尽量使混合溶剂气相组成和液相组成在环境温度下的挥发过程保持一致,使混合溶剂有很好的溶解力。

二、建立溶剂或混合溶剂的挥发轮廊图

如不知道溶剂或混合溶剂随时间和温度变化的挥发关系图,通常要选择几种不同挥发性质的混合溶剂进行试验,以建立其挥发轮廓图,为溶剂或混合溶剂的选择提供参考。

  三、选择几种溶剂或混合溶剂组合成多个配方,然后通过对比实验来确定最佳配方

有时可能需要对混合溶剂的组成和用量进行小范围的调整,以改善油墨的某一方面的性能,最终得到符合塑料凹印油墨各方面性能要求的混合溶剂。

  四、优化溶剂或混合溶剂配比,以满足树脂的溶解性和其他性能

在保证混合溶剂有足够的溶解力,合适的挥发速度,适宜的黏度及表面张力的前提下,应选用有效、价廉、低毒的溶剂,既能有效地溶解树脂、分散颜料,满足墨膜的性能要求,又能降低溶剂成本。


溶剂的挥发
溶剂的挥发类似于湿衣服中水份的挥发,其主要受到温度、蒸汽压、表面积/体积比以及表面空气的流动速度影响,其是决定墨膜干燥速度的重要因素。
凹版印刷机油墨中溶剂的挥发可分为两个过程(阶段),即 一阶段:溶剂的挥发速度主要受单一溶剂的四种因素(即温度、蒸汽压、表面积/体积比和表面空气流动速度)的影响,溶剂的挥发速度与单一的相同,随着溶剂的进一步挥发,溶剂的挥发速度突然变慢,此时进入 二阶段:溶剂的挥发速度不再是由表面溶剂的挥发所控制,溶剂从涂膜内表面的扩散所控制,此时,溶剂的挥发速度更加缓慢,甚至那些与树脂作用较强的溶剂会长期滞留墨膜内,久久不释放,即溶剂稀放性慢。
如果使用大量挥发快的溶剂,如丁酮、醋酸乙酯、甲苯等溶剂,则附在基材上的凹版印刷机油墨微粒的粘度就会大大增加,流动性下降,严重影响流平,产生'桔皮'现象;另外,由于溶剂急剧挥发,凹版印刷机油墨未能充分流平而形成许多针孔,由于溶剂大量挥发而有吸收热量,导致被涂物表面温度急剧下降,这足以使周围空气中的水气凝结成小水珠而产生'发白'现象;*后,由于溶剂挥发太快,墨膜表层马上固化,底层溶剂不能逸出,当温度升高时,残留溶剂从内部挤出表面,形成气泡,即爆孔。如大量使用挥发慢(高沸点)溶剂,导致凹版印刷机油墨干燥慢,引起发粘、发软、流挂,边缘变厚等弊病。以上列举的溶剂中像丁酮、醋酸乙酯、乙醇都属于快干溶剂;像丁酯、二甲苯、丁醇、环已酮等为慢干溶剂。
1、表面张力
表面张力是凹版印刷机油墨内在性质之一。在凹版印刷机油墨的制备及印刷中,颜料润湿,墨膜流平及对基材的润湿、附着力等都与表面张力息息相关。
利用表面张力原理可对凹版印刷机油墨进行调节,如凹版印刷机油墨表面张力较小,可以加表面张力大的溶剂调节,反之,如表面张力较大,可添加表面张力较小的溶剂。
2、粘度
鉴于各种溶剂粘度相差不大于1厘,故人们常常不把溶剂的粘度作为影响凹版印刷机油墨粘度之因素。其实不然,不同溶剂配出凹版印刷机油墨粘度相差成百上千厘泊。为什么呢?这是因为溶剂对树脂的溶解力,溶剂的氢键和自身粘度,将会影响凹版印刷机油墨粘度。

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